河南省周口市鹿邑县第二高级中学2023-2024学年高二下学期期末考试物理试卷（含解析）

2023-2024学年高二下学期7月期末物理试题
一、单选题
1．一定质量的理想气体从A状态变化到B状态的过程，压强p与摄氏温度t的关系如图所示，则从A到B的过程中，下列判断正确的是（　　）
A．气体的体积不变 B．气体的内能增加
C．外界对气体做负功 D．一定是吸热过程
2．元素（）经过n次α衰变和m次β衰变后变成一种稳定的元素，则（　　）
A．， B．，
C．， D．，
3．小型发电站为某村寨110户家庭供电，输电原理如图所示，图中的变压器均为理想变压器，其中降压变压器的匝数比为n3∶n4＝50∶1，输电线的总电阻R＝10 Ω．某时段全村平均每户用电的功率为200 W，该时段降压变压器的输出电压为220 V．则此时段( )
A．降压变压器的输入电压为11 kV B．发电机的输出功率为22 kW
C．输电线的电流为1 100 A D．输电线上损失的功率约为8.26 W
4．如图所示，虚线为一匀强磁场的边界，磁场方向垂直纸面向里（未画出），在磁场内某点沿水平平行于虚线的方向发射两个带电粒子A和B，其速度分别为和，两者的质量、电荷量均相同。两个粒子分别经过时间和从点和射出，则（ ）
A．， B．，
C．， D．，
5．如图所示，阴影部分ABC为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，该材料折射率。AC弧为一半径为R的圆弧，D为圆弧的圆心，ABCD构成正方形，在D处有一点光源。若只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线，从光源射入圆弧AC的光中，有一部分光线不能从AB、BC直接射出，则不能射出的光线与能射出的光线对应的圆弧的比为（　　）
A． B． C． D．
6．A、B两种光子的能量分别为，，且，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能分别为，，则下列正确的是（ ）
A．A光子的频率为，B光子的频率为，
B．A光子的动量为，B光子的动量为，
C．该金属的逸出功为
D．该金属的逸出功为
7．在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环。规定导体环中电流的方向为正，磁场向上为正，如图甲所示。当磁感应强度B随时间t按乙图变化时，导体环中产生的感应电流随时间变化的关系图正确的是（ ）
A． B．
C． D．
二、多选题
8．图1中的B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射，探头接收到的超声波信号由计算机处理，从而形成B超图像。图2为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像，t＝0时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的频率为1×107 Hz。下列说法正确的是（　　）
A．血管探头发出的超声波在血管中的传播速度为1.4×103 m/s
B．质点M开始振动的方向沿y轴正方向
C．t＝1.25×10－7 s时质点M运动到横坐标x＝3.5×10－4 m处
D．0～1.25×10－7 s内质点M的路程为2mm
9．如图所示，电阻为0.4Ω的导体棒ab垂于导线框放置，在水平力F的作用下，以速度5m/s沿光滑导线框向右做匀速运动，线框的左端接有电阻R为0.6Ω。导线框放在磁感应强度B为1T的匀强磁场中，磁场的方向垂直导线框平面向里。导体棒ab的长度为0.4m，和导线框宽度相同。导线框的电阻不计，则下列正确的是（　　）
A．导体棒中电流的方向由b指向a
B．导体棒ab两端的电压为2V
C．1s内通过R的电荷量为2C
D．电阻R的热功率为4W
10．回旋加速器两个D形盒的半径为R，处于与盒面垂直的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，用LC振荡器作为带电粒子加速的交流高频电源，已知电感为L，电容为C。则下列正确的是（ ）
A．被加速粒子的比荷为
B．被加速粒子最大速度与高频电源电压有关
C．被加速粒子最大速度与D形盒的半径R有关
D．在磁感应强度不变的情况下，比荷不同的粒子，可以用同一LC振荡器作为粒子的加速度电源
三、实验题
11．某同学用图（a）所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有220Hz、30Hz和40Hz，打出纸带的一部分如图（b）所示。
该同学在实验中没有记录交流电的频率f，需要用实验数据和其他条件进行推算。
（1）若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用f和图（b）中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为 ，重物下落的加速度的大小为 。
（2）已测得s1=8.89cm，s2=9.50cm，s3=10.10cm；当重力加速度大小为9.80m/s2，实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%。由此推算出f为 Hz。
12．为了节能和环保，一些公共场使用光控开关控制照明系统．光控开关采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随光的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为1x）．某光敏电阻RP在不同照度下的阻值如下表
照度/1x 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
电阻/kΩ 75 40 28 23 20 18
（1）根据表中数据，在图（甲）的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线 ，光敏电阻RP的阻值随照度变化的特点为 ；
（2）如图（乙）所示，当1、2两端所加电压上升至2V时，控制开关自动启动照明系统，请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提高电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0lx时启动照明系统．（不考虑控制开关对所设计电路的影响）
提供的器材如下：
A．光敏电阻RP（阻值见上表）
B．直流电源E(电动势3V，内阻不计)
C．定值电阻：，，（限选其中之一）
D．开关S及导线若干．
在虚线框中完成电路原理图 ，所选定值电阻为 (写出对应电阻的阻值符合)．
四、解答题
13．如图所示，竖直放置、上端开口的绝热汽缸底部固定一电热丝(图中未画出)，面积为S的绝热活塞位于汽缸内(质量不计)，下端封闭一定质量的某种理想气体，绝热活塞上放置一质量为M的重物并保持平衡，此时汽缸内理想气体的温度为T0，活塞距汽缸底部的高度为h，现用电热丝缓慢给汽缸内的理想气体加热，活塞上升了，封闭理想气体吸收的热量为Q。已知大气压强为p0，重力加速度为g。求：
(1)活塞上升了时，理想气体的温度是多少
(2)理想气体内能的变化量
14．如图半径为R的光滑绝缘圆形轨道固定在竖直平面内，在圆轨道的最低点B处固定一带电小球；另有质量为m的带电小球穿在圆环上，从A点（水平最高点）处无初速释放。若小球运动到C点时获得最大速度，其大小为，已知，重力加速度为g，求：
（1）小球在A点对轨道的压力；
（2）小球在C点对轨道的压力；
（3）小球从A点运动到C的过程中，电场力所做的功。
15．在电场强度为E、范围足够大的匀强电场中，有一条虚线与电场线平行，在该虚线上有两个静止的小球A和B，质量均为m，A球带电荷量，B球不带电，开始时两球相距L，在电场力作用下，A球从静止开始沿直线运动，并与B发生弹性正碰，且碰撞时间极短，电荷量不转移。不考虑重力及两球间的万有引力，求：
（1）A球经过多长时间与B球发生第一次碰撞；
（2）第一次碰后A、B两球的速度各为多少；
（3）在第一次碰撞以后，A、B两球不断地再次碰撞的时间间隔相等吗？如果相等求出时间间隔，如果不相等，请说明理由。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B C A D C D B AD AC AC
11． 40
12． 阻值随照度变化的特点： 阻值随光照强度的增大非线性减小 所选定值电阻为 R1
13．(1)；(2)
【详解】(1)封闭理想气体初始状态
，
封闭理想气体末状态
用电热丝缓慢给汽缸内的理想气体加热，理想气体做等压变化，设末状态的温度为，由盖吕萨克定律得
解得
(2) 理想气体做等压变化，根据受力平衡可得
理想气体对外做功为
由热力学第一定律可知
联立解得
14．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）小球在C点的速度速度最大，此时沿速度方向合力为零，设此时库仑力为，切线方向有
解得
由几何关系可知
，
设小球在A点时库仑力大小为，由库仑定律有
，
解得
在A点受力分析，如图所示
解得
即小球在A点对轨道的压力为
（2）在C点，对小球的受力分析如图所示
对小球切线方向有
法线方向有
解得
由牛顿第三定律可知，小球在C点对轨道的压力与小球在C点受到支持力大小相等，为。
（3）小球从A点运动到C点的过程中，电场力做功为W，由动能定理可得
解得
15．（1）；（2），；（3）相等，
【详解】（1）根据牛顿第二定律有
根据位移公式有
解得
（2）碰撞前，根据速度公式有
解得
A与B发生弹性正碰，则有
，
解得
，
（3）结合上述可知，在第一次碰撞以后，A的速度为0，A向右做初速度为0的匀加速直线运动，B向右做匀速直线运动，再次碰撞时，A的速度一定大于，而B的速度等于，令第一次碰撞后到第二次碰撞的时间间隔为，则有
解得
第二次碰撞时，A的速度为
第二次碰撞过程有
，
解得
，
令第二次碰撞后到第三次碰撞的时间间隔为，则有
解得
结合上述可知，由于A、B质量相等，发生弹性碰撞后，两球速度发生交换，碰撞之后，A的速度总比B的速度小，则A在加速至再次碰撞过程必定有
即时间间隔始终为